“智”在前行 “能”致远方——记人工智能课程探究成长之路

发表时间:2020/12/10   来源:《中小学教育》2020年5月13期   作者:张献敏
[导读] “献敏老师,准备开设莲华的人工智能课程!”2019年的第一个惊喜,是我接到了学校安排给我的这个充满挑战与期待的任务。从那一刻起,我便开启了人工智能课程的探究成长之路。
        张献敏
        山东省滨州莲华学园   256651     
        “献敏老师,准备开设莲华的人工智能课程!”2019年的第一个惊喜,是我接到了学校安排给我的这个充满挑战与期待的任务。从那一刻起,我便开启了人工智能课程的探究成长之路。
        坦诚的说,那时的我对“人工智能”知之甚少。我渴望着人工智能带给人们对美好生活的憧憬,渴望着人工智能开启孩子们对智能时代的渴求,但又陷入了何处入手的困惑与迷茫。对于一个学平面设计专业的我来说,真有隔行如山,关隘阻隔之难。于是,接踵而至的学习研修成了我起步的信心和源动力:参加世界科学大会,叩开梦想之门;赴上海同济大学研修“人工智能,科创实验室”专业,拔节提升;多次参加全市的人工智能培训,丰翼待飞;兴味盎然的每夜挑灯研习,我蓄势待发......经过一学期的探究学习,我们开课了!我欣喜的是,短短一个学期,在人工智能科创选修课上,孩子们便拿出了他们一个个令人惊叹的智能小作品。并且,2020年,我们三个学生参加第35届山东省科创比赛,区域评选、地市评选,最终推送到省大赛。虽然第一次参加比赛,但是我看到了希望,看到了孩子们“春笋拔节日日高”的成长......
        走在人工智能研习的路上,我们一路风景,一路成长……
——题记
        “学”在路上
        语音识别技术,转眼间将一段对话转化成了字幕;虚拟现实技术,让孩子在课堂上体验知识的海洋;大数据,让教学与测试数据形成柱形图;人脸识别技术,让学生们的校园活动、课堂表现进入数据系统......
        美好的愿景总是令人向往!实事求是的说,对于一个“门外汉”,脑海里有的是困惑和迷茫:如何点亮人工智能这盏灯,让课程变的更加有光?如何借力人工智能的光芒,让自己勇于绽放?我思索着,努力着,坚定地前行着......
        2019年3月份,学校送我去澳大利亚进行了考察学习并参加了世界科技大会,在布里斯班实地参观异国他乡的STEM和人工智能教育。学习的第一阶段是走进学校,走进教室,深入课堂,感受不同的教育理念和教育方式;第二阶段是参加世界科技大会,观看人类探索太空激动人心的旅程,医学突破和卓越的机器人技术,探索博物馆中的科学秘密。成长从学习开始,我在紧张、充实的学习之余勾勒着学校人工智能课程的未来!
        2019年暑假,又是一个成长的季节!我去上海同济大学参加了“人工智能,科创实验室”的研修学习。通过聚焦课程教学热点难点,研讨教学基本流程、内容与方法,分享实际操作经验,专家讲授、互动答疑、分组讨论、现场试讲等,我明确了这个课程的目标与方向。
        有了方向,我便有了追寻的梦想!接下来,我积极参加区里、市里组织的培训学习,从模块化Micro:bit编程到python的学习,从每一个开源硬件的零件设备到智能产品的设计,数不清多少个夜晚的通宵达旦,也掂不出多少泪水、汗水的分量,曾有过多少次的放弃与失望......庆幸:感谢自己,始终坚持。
        “研”在路上
        在智能设计课程中,因为我们的学生没有编程基础,所以我用Micro:bit模块化编程平台。我一共设计了互动声光电、智能可穿戴、移动agent、智能产品四个系列主题课程。以Micro:bit作为开发平台,让学生们运用每个系列主题课程学习到的知识和技能进行自己的项目设计开发。
        课程在每个系列中循序渐进。先从对该主题进行充分的学习了解,再到进一步掌握该主题涉及到的工程技术的基本开发和实现能力,最后运用学习到的知识,开发实现能够解决生活问题的智能项目。


        短短一个学期,孩子们的思路、创意,让我惊叹。在迎接区里的教学视导活动中,王子辰希同学采用Micro:bit语音识别模块搭配出了一个可以与人互动交流的机器人—— “莲妞 华仔”,她的一句“您好,欢迎来到莲华学园,我是吉祥物莲妞 华仔”的互动语音,让领导们赞叹不已。
        学期末,我们进行了人工智能课程的素养展示。孩子们的一次次新的突破,一次次匪夷所思的成果展演,让全校师生叹为观止,啧啧称赞:
        “水果钢琴”、利用学习的物理知识,进行了学科的融合,根据水果导电原理,采用电路板的模拟读入功能,将微弱的电流信号捕捉到。使用鳄鱼夹多个PIN脚触发声音,连接水果导电,发出互动声音乐。
        “智象小车”、可以通过遥控器控制基础运动、速度调节;并且利用红外避障模块控制车载LED。
        “计步护膝”可以记录自己走了多少步,孩子们根据微信运动有了这个设计思路。
        “智能帽子”可以通过不同的角度,发出不同的亮度......
        在这个课程中,我看到了他们学会的不仅仅是设计,还有创新的意识,如何将这样在电脑幕后的课程搬上舞台?孩子们自己导演,自己设计。最终以节目的形式在全校师生面前展演。利用多项信息技术,机器人跳舞,现场实操,舞台走秀,人工智能如同一个大片在我们学校舞台上精彩亮相。
        “成长”在路上
        第35届山东省青少年科技创新大赛在特殊时期千呼万唤始出来,大赛采用线上方式,由学校报送,区域评选、地市评选,最终推送到省大赛。我指导的学生设计的“婴儿智能奶瓶”“智能温度口罩”“智能浴室机器人”以市一等奖的成绩被推选到省赛。
郭学忠同学设计的婴儿智能奶瓶,针对低碳、环保生活领域对温度传感器的应用,提出 microbit板温度传感器对智能奶瓶的设计方法。在第一代智能水杯设计基础上,采用了?microbit温度传感器,并对温度采集、实时控制进行了仿真分析,制作了婴儿智能奶瓶。以此解决父母在给孩子喂水喝时无法对温度预知的困惑。
林容可同学设计的智能“温度口罩”,针对2020年新型冠状病毒的突袭,导致口罩成了每个人出门的必备品这种情况,在比较实用的N95和一次性医用口罩,防护的基础上,增加了“温度”提示。采用了microbit温度传感器,并对温度采集、实时控制进行了仿真分析,制作了温度测量口罩,再次进行防护。尤其是现在疫情当下,走到哪里都需要测量体温,这个口罩给别人提供便利,不需要测量体温。当温度大于37.2时候,口罩画面显示“错号”,以防别人接近;当温度低于37.2时,会给出“对号”的提示,表示体温正常。
王子宸希同学设计的“智能浴室机器人”根据市面上已经有了很多的机器人,比如扫地机器人、小爱音箱、智能语音机器人等等,设计的这个智能浴室机器人。有两种功能:“一是可以进行浴室温度的测量。二是可以帮助人们消遣,进行简单的“小科同学”的人机语音互动。”在公共场所,比如游乐场,游泳馆的浴室等,可以安装这个智能温度机器人,既可以测出温度,让客户洗澡时比较安心舒服,也可以在这样陌生的场景下进行语音的情感互动,提高客户对这个场所的认可度。家用安装,既实用美观,也可以娱乐消遣,消除一天的疲惫,增强幸福感指数。
        一路风景,一路成长......
        且思且行且悟!其实,幸福是一种拥抱,一种感悟,一种期待,一种坚定地追求……所以我相信,执着、努力的付出会带给我们看得见的明天,而明天的舞台主角一定会是我们。
        走在“人工智能”的路上,一路风景,一路成长......
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